【备战2023高考】生物考点全复习——第03讲《蛋白质》复习课件(新教材新高考)
展开1.阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构,细胞的功能主要由蛋白质完成。
主要考点 必备知识
考点一 蛋白质的结构、功能
考点二 蛋白质的相关计算
构成细胞和生物体结构的重要物质,称之为结构蛋白
图中黄色区域的部分细胞分泌胰岛素,调节血糖平衡
蛋白质必须经过消化成为各种氨基酸,才能被人体吸收和利用。
判断:糖尿病病人既能注射,也能口服胰岛素
因为胰岛素是一种蛋白质,口服会在消化道里以蛋白质的形式被消化成氨基酸,而失去胰岛素的功能。
特点:每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。
2.蛋白质的结构(1)组成蛋白质的氨基酸
练习:哪些是组成蛋白质的氨基酸?写出它们的R基。
组成蛋白质的氨基酸约有21种。
注意:现在多了一种氨基酸:硒代半胱氨酸,非必需氨基酸成为13种。
关于氨基酸组成及其结构的常见错误
R基团不一定含有C原子,如甘氨酸,R基团为H原子
①R基团中一定含有C原子( )
②蛋白质由C、H、O、N四种元素组成( )
③(教材P30)长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病( )
A.部分氨基酸含S元素,如甲硫氨酸;B.有些蛋白质还含有特殊元素,如血红蛋白含有Fe元素、铜蓝蛋白含有Cu元素。
④氨基酸都符合氨基酸的结构通式( )
赖氨酸是人体必需氨基酸,必须从食物中获得,而玉米等谷类食物中缺少赖氨酸。
Tips:不是所有的氨基酸都会构成蛋白质。非标准氨基酸→
脱水缩合:一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接,脱去一分子的水,这种结合方式叫做脱水缩合。肽键:连接两个氨基酸分子的化学键。 二肽:由两个氨基酸分子缩合而成的化合物。
2.蛋白质的结构(2)蛋白质的结构及其多样性
多肽链是有顺序的——从氨基端到羧基端(即体内多肽链的合成顺序)
多肽: 由多个氨基酸分子缩合而成,含有多个肽键的化合物。
注意:一条肽链上至少一个羧基和一个氨基,分别位于肽链的两端;其余的氨基或羧基只能位于R基上。每形成一个肽键,就脱掉一分子的水,H2O中[H]来自于-COOH和-NH2;而H2O中的O来自-COOH。
2个氨基酸脱水缩合,脱水_个,形成_个肽键,形成的化合物叫_____。
3个氨基酸脱水缩合,脱水_个,形成_个肽键,形成的化合物叫_____。
N个氨基酸脱水缩合形成一条肽链,脱水_____个,形成肽键______个,形成的化合物叫_____。
N个氨基酸脱水缩合形成2条肽链,脱水_____个,形成肽键______个。
N个氨基酸脱水缩合形成M条肽链,脱水_______个,形成肽键_______个。
肽键数=氨基酸数-肽链数
由多个氨基酸按照一定的顺序脱水缩合形成
二硫键是由空间相邻的两个半胱氨酸脱掉2分子的[H]形成。二硫键具有维持蛋白质空间结构的作用。
注意:通常核糖体上合成的多肽没有活性,需要经过盘曲折叠(在内质网、高尔基体上完成)形成有一定空间的蛋白质,才能发挥作用。蛋白质分子,一条或几条多肽链经盘曲折叠形成。
多肽链中不相邻的氨基酸之间常常形成氢键。
注意:蛋白结构多样性的直接原因:氨基酸的种类、数目、排列顺序以及多肽链盘曲折叠的方式及其形成的空间结构不同。蛋白结构多样性的根本原因:DNA分子的多样性(基因的选择性表达)。蛋白结构多样性决定了功能的多样性。
4.蛋白质结构多样性的原因
蛋白质的功能还有许多,可以说一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者。
☆需要多种酶协同作用才能使蛋白质完全水解
各种AA和肽段的混合物
加入某种无机盐,是使物质溶解度降低而析出的过程。
破坏蛋白质的空间结构,但不破坏肽键,因此依然能用双缩脲试剂检测
▲应用:临床工作中常用酒精、加热、紫外线等来消毒杀菌
蛋白质分子在物理或化学因素的影响下,原有的空间构象发生改变,从而使菌体和病毒的蛋白质变性而失去其致病性和繁殖能力。
常考蛋白质的分布和功能
考向 蛋白质的功能( )1.下列生理过程中没有蛋白质直接参与的是A.DNA进行半保留复制B.内环境中O2进入线粒体C.组织细胞识别生长激素D.人体内血糖平衡的调节
解析:DNA进行半保留复制时,需要DNA聚合酶等酶参与,需要蛋白质,A不符合题意;氧气进出细胞属于自由扩散,不需要蛋白质,B符合题意;组织细胞识别生长激素依赖细胞膜上的受体,受体的本质是蛋白质,C不符合题意;人体内血糖平衡的调节需要胰岛素和胰高血糖素的参与,它们的化学本质都是蛋白质,D不符合题意。
考向 蛋白质的结构2.细胞中的某些蛋白质分子可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的某些部位相结合,从而帮助这些多肽转运、折叠或组装,这一类分子本身并不参与最终产物的形成,因此称为分子伴侣。以下相关叙述错误的是( )A.构成分子伴侣的单体是氨基酸,氨基酸都含有C、H、O、N、S元素B.细胞质基质、内质网可能有分子伴侣的分布C.分子伴侣对靶蛋白没有高度的专一性D.分子伴侣可能通过改变自身的空间构象来发挥作用
解析:分子伴侣的化学本质是蛋白质,其基本单位是氨基酸,氨基酸的组成元素肯定都有C、H、O、N,但是不一定都有S,A错误。
考向 蛋白质分子结构与功能的分析3.蛋白质是生命活动的主要承担者,下列相关叙述错误的是( )A.蛋白质发生水解时,H2O参与氨基和羧基的形成B.加热变性蛋白质不会与双缩脲试剂发生显色反应C.多肽链的数目及盘曲、折叠方式均可影响蛋白质的结构D.细胞中的蛋白质可参与运输、催化、免疫、调节等多种功能
解析:细胞内的蛋白质是由氨基酸经脱水缩合形成的,氨基酸脱水缩合过程中形成的H2O来自氨基和羧基,相反,蛋白质发生水解时,H2O参与氨基和羧基的形成,A正确;蛋白质在高温下变性后,其空间结构发生改变,但肽键没有断裂,因此仍能与双缩脲试剂发生反应呈紫色,B错误;多肽链的数目及盘曲、折叠方式不同是蛋白质多样性的原因之一,所以多肽链的数目及盘曲、折叠方式均可影响蛋白质的结构,C正确。
1.具有氨基和羧基的化合物,都是构成蛋白质的氨基酸( )2.脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键就称为几肽( )3.变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应( )4.氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构( )5.蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化( )6.蛋白质是生命活动的主要能源物质( )
1.(必修1 P32)蛋白质变性是指________________________________________________________________________________________________________。
蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象
2.(必修1 P30):胰岛素由 条肽链构成,通过二硫键(-S-S-)相互结合在一起,其中共含有 个二硫键。3.(必修1 P30):由于氨基酸之间能够形成 等,从而使得肽链能够 ,形成具有 的蛋白质分子。4.源于必修1 P31“图2-12”:血红蛋白分子是一种由 个氨基酸组成的蛋白质分子,含有 条多肽链。
5.(必修1 P32)①熟鸡蛋更容易消化的原因是_________________________________________________________________。②蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗?并说明理由:______________________________________________________________。
高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解
为蛋白质变性后空间结构改变,并没有破坏氨基酸之间的肽键
6.(必修1 P38)人的红细胞和心肌细胞的主要成分都是蛋白质,但红细胞主要承担运输氧的作用,心肌细胞承担心脏律动作用,请从蛋白质结构的角度分析红细胞和心肌细胞两种细胞功能不同的主要原因: 。
蛋白质的功能是由氨基酸种类、数目和排列顺序、多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构决定的
1、计算某个氨基酸中C、H、O、N等元素的数目
例:我们日常烹调中使用的味精主要成分是谷氨酸钠,已知谷氨酸分子的R基为—C3H5O2,则一分子谷氨酸中含有的C、H、O、N的原子数依次是 ( )A、5、9、4、1 B、4、8、5、1C、5、8、4、1 D、4、9、4、1
2、肽键数、脱水数、加水数的计算:
肽键数 =脱水数= AA总数 - 肽链的条数
例:免疫球蛋白IgG的结构示意图如下,其中-s-s-表示连接两条相邻肽链的二硫链。若该lgG由m个氨基酸构成,则该lgG有肽键数 ( ) A.m个 B.(m+1)个 C.(m-2)个 D.(m-4)个
例: 一个由n条肽链组成的蛋白质共有m个氨基酸,该蛋白质完全分解后,共需水分子 ( )A. n B. m C.(m+n) D.(m-n)
注意:环状肽:肽键数=脱去水分子数=氨基酸数
例:N个氨基酸脱水缩合形成环状化合物,脱水___个,形成成肽键__个。
3、蛋白质分子中至少含有的游离氨基、羧基数的计算:
1条肽链,至少含有1个氨基,至少含有1个羧基
n个氨基酸形成的m条肽链,至少含有m个氨基,至少含有m个羧基.
例:某一蛋白质由4条肽链组成,共含有109个肽键,则此蛋白质分子中至少含有—NH2和—COOH个数及氨基酸数分别为( ) A.105个,105个,105个 B.110个,110个,110个 C.4个,4个,113个 D.1个,1个,113个
例:下列有关下图中蛋白质的叙述,正确的是( )
A.含有两条肽链 B.共有126个肽键C.R基中共含17个氨基 D.形成该蛋白质时共脱掉125个水分子
环状肽:至少含有0个氨基,至少含有0个羧基,其氨基或羧基数只能取决于R基团中的氨基或羧基的数目
例.某多肽的分子式为C42H65N11O9,它彻底水解后只得到以下3种氨基酸,则此多肽中含有的赖氨酸个数为 ( )
A.2个 B.3个 C.5个 D.8个
4.多肽中个别氨基酸的计算:
5.蛋白质分子量的计算:
例:已知20种氨基酸的平均分子量是128,现有一蛋白质分子由2条多肽链组成,共有肽键98个,此蛋白质的分子量最接近于( ) A.12800 B.12544 C.11036 D.12288
(98+2) ×128— 98 ×18
蛋白质质量=氨基酸数 × 氨基酸平均分子量 — 脱去的水分子数 × 18
注意:如果蛋白质中含有二硫键时(-S-S-),计算蛋白质质量时需再减去脱去氢的质量“2×二硫键数”。
124×128 — (124 — 1)× 18— 6 = 13652
8×128 — 8×18 =880
例:全世界每年有上千人由于误吃毒蘑菇而死亡,鹅膏蕈碱就是一种毒菇的毒素,它是一种环状八肽。若20种氨基酸的平均相对分子质量为128,则鹅膏蕈碱的相对分子质量大约是( ) A. 1024 B. 898 C. 880 D. 862
6、蛋白质中N原子数和O原子数的计算
例:某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是( ) A. n-m B. n-2m C. n+m D. n+2m
(1)蛋白质分子中的N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数
(2)蛋白质分子中的O原子数=肽键数+2X肽链数+R基上的O原子数
7.氨基酸数与碱基数的关系:
例:牛胰岛素由两条肽链构成,共有51个氨基酸。则牛胰岛素含有的肽键数以及控制其合成的基因至少含有的脱氧核苷酸数目依次是( ) A.49,306 B.49,153 C.51,306 D.51,153
6 : 3 : 1
DNA 上的碱基数:mRNA的碱基数:氨基酸数=
例:某基因中含有1200个碱基,则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是 ( ) A.198个 B.199个 C.200个 D.201个
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